Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Тонкий слой рутения (зеленый) улучшает магнитные датчики, регулируя взаимодействие между слоем никеля/железа (синий), который реагирует на внешнее магнитное поле, и стабилизирующим слоем иридия/марганца (розовый). (источник: NIST)

Нанотехнология в магнитных сенсорах

Ключевые слова:  гетероструктура, магнитные материалы, наноструктура, периодика, сенсоры

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

04 августа 2007

Как показали исследования ("Permanent-magnet-free stabilization and sensitivity tailoring of magnetoresistive field sensors"), проведённые в National Institute of Standards and Technology (NIST), слой рутения толщиной в несколько атомов можно использовать для точной настройки чувствительности и увеличения надёжности магнитных сенсоров.

Немагнитный металл действует как буфер между активными слоями материалов датчика, предлагая простое средство настройки полевых инструментов, типа компасов, и стабилизации намагниченности в данном направлении в таких устройствах, как считывающая головка HDD.

В сенсоре, разработанном NIST, слой рутений регулирует взаимодействие между ферромагнитным слоем (в котором спины электронов сонаправлены), и антиферромагнитным слоем (в котором спины электронов противоположно направлены). В присутствии магнитного поля, спины электронов в ферромагнитной плёнке поворачиваются, при этом меняется сопротивление сенсора, что приводит к изменению напряжения на выходе. Антиферромагнитный слой необходим для стабильной работы сенсора, он не обладает намагниченностью, поэтому магнитное поле не оказывает на него влияния. Антиферромагнитный слой действует как очень жёсткая пружина, которая мешает повороту спинов и этим стабилизирует сенсор. Слой рутения (см. рисунок) необходим для ослабления влияния «пружины», фактически делая сенсор более чувствительным, т.к. облегчает поворот спинов электронов.

Исследования NIST показали, что увеличение толщины буферного слоя рутения (до 2 нм) приводит к увеличению чувствительности устройства. Уменьшение толщины слоя позволяет расширить диапазон значений внешнего поля, которые может регистрировать устройство. При толщине слоя рутения, превышающей 2 нанометра, взаимодействие между активными слоями прекращается. Буферный слой толщиной менее 2 нм позволяет сохранять намагниченность датчика без дополнительного внешнего воздействия. Это помогает предотвратить размагничивание и отказ сенсора.

Сенсоры были изготовлены в чистой комнате NIST в Boulder (Колорадо). Технология изготовления позволяет наладить серийное производство датчиков. Сенсор состоит из трёх основных слоёв, полученных осаждением на кремниевую пластину:

  1. антиферромагнитный слой толщиной 8 нм из сплава иридия и марганца;
  2. буферный слой (толщиной не более 2 нм) из рутения;
  3. ферромагнитный слой толщиной 25 нм из сплава никеля и железа.

Разработка сенсора была ключевым моментом в создании системы анализа магнитной записи для Федерального бюро расследований.


Источник: Nanowerk, NIST, Physical Review Letters




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Лед и пламень: эшелоны моноатомных ступеней
Лед и пламень: эшелоны моноатомных ступеней

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.